超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统及其自适应配置方法技术方案

本申请公开了一种超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统及其自适应配置方法，其中超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统包括零中频收发系统、复用切换单元、载波抑制单元、功率合成单元以及至少两根天线。复用切换单元包括信号分离单元、切换开关单元和模式选择单元。其中，模式选择单元可通过交叉开关实现。本申请实现了收发一体与收发分离复用功能，使得读写系统有更广的应用面。用户可根据使用环境自由配置收发模式，在强反射空间盘点、标签RSSI定位、大量标签堆叠盘点等特定应用环境下选择收发分离模式；在良好环境下，选择收发一体模式，在保证读取性能稳定的前提下，参与工作的电路简单，元器件更少，便于维护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统及其自适应配置方法


[0001]本专利技术专利属于超高频RFID
，涉及一种超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统及其自适应配置方法。

技术介绍

[0002]超高频RFID是一种无线射频识别技术，可通过特定频段电磁波激活标签并读写相关数据，无需读写器设备和标签建立机械或者光学接触。标签本身不带电源类供电系统，通过耦合吸收读写器设备发射的电磁波工作。根据GB/T 29768
‑
2013规定，超高频RFID频段为840MHz~845MHz和920MHz~925MHz，其中大部分场景使用920MHz~925MHz。
[0003]目前超高频RFID应用领域普遍采用收发一体方案，该方案的特点是射频收发结构简单，只需一根天线即可满足超高频RFID系统读写需求。但在某些特定应用场合，如：强反射空间盘点、标签RSSI定位、大量标签堆叠盘点等，采用收发一体方案会使接收链路混入大量干扰信号，多种干扰信号的共同作用会对载波抑制造成很大压力，在周围环境恶劣情况下读取性能会变得不稳定，此时需要对特定的应用场景定制相应的射频前端方案，定制方案对现场施工有一定专业性要求，实施难度高。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于解决收发一体方案在恶劣环境下应用读取性能不稳定的技术问题，提供了一种超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统及其自适应配置方法。
[0005]本申请采用以下技术方案来实现：超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，包括：n根天线，其中n≥2；零中频收发系统，用于发出射频信号、接收标签信号；模式选择单元，用于设置系统工作模式，工作模式包括发射链路和接收链路共用一根天线的收发一体模式、发射链路和接收链路均采用独立天线的收发分离模式；切换开关单元，用于选择当前工作模式下处于对应工作状态的天线；当系统处于收发一体模式时，信号分离单元用于分离出所述射频信号中的载波信号、发射信号和接收链路信号，所述接收链路信号包括标签信号和干扰信号；当系统处于收发分离模式时，信号分离单元用于分离出所述射频信号中的载波信号和发射信号；载波抑制单元，用于处理所述载波信号，生成载波抑制信号；功率合成单元，用于将所述载波抑制信号和干扰信号进行功率和相位对冲，提取所述标签信号传输至零中频收发系统。
[0006]本申请实现了收发一体与收发分离复用功能，使得读写系统有更广的应用面。用户可根据使用环境自由配置收发模式，在强反射空间盘点、标签RSSI定位、大量标签堆叠盘点等特定应用环境下选择收发分离模式，发射链路和接收链路均采用独立天线，因此接收链路不受天线反射信号和耦合器载波泄漏信号影响；在良好环境下，选择收发一体模式，在保证读取性能稳定的前提下，参与工作的电路简单，元器件更少，便于维护。通过功率合成单元将载波抑制信号和接收链路信号中的干扰信号进行功率和相位对冲，可有效去除接收
链路中的干扰信号。多根天线可以辐射不同范围，使读写系统接收来自各个方向的信号，或将射频信号发送至不同方向的电子芯片，提高读写系统的有效适用范围。
[0007]作为优选，所述切换开关单元包括第一选择开关、第二选择开关以及用于控制n根天线的n个开关；当系统处于收发一体模式时，所述第一选择开关用于选择处于接收状态的天线；当系统处于收发分离模式时，所述第一选择开关用于选择发射射频信号的天线，第二选择开关用于选择作为接收天线的天线。
[0008]本申请中，切换开关单元用于控制选择不同天线的工作状态和用途，提供多种配置收发方案。
[0009]作为优选，所述信号分离单元为10dB定向耦合器。
[0010]作为优选，所述信号分离单元包括环形器和载波信号获取单元。
[0011]信号分离单元用于发射信号中载波信号、发射信号和接收链路信号的分离提取，不限于采用10dB定向耦合器或是环形器实现。
[0012]作为优选，所述载波抑制单元包括依次连接的功率调节单元、相位调节单元，所述功率调节单元用于将所述载波信号的功率大小调整为与干扰信号功率大小一致，所述相位调节单元将所述载波信号的相位调整为与干扰信号相位相反。
[0013]与接收链路信号中的标签信号相比，干扰信号的占比非常高，远远超过标签信号的占比，所以本申请在进行载波抑制时，载波抑制单元根据接收链路信号调节载波信号的大小和相位，使得载波信号与接收链路信号功率相同或相近、相位相反，再进入功率合成单元时相互对冲，从而减弱接收链路信号中的干扰信号。本申请的载波抑制单元经过4次调整检测后确定相位调整所在扇区，最多再经过6次调整可找到最佳相位，动态响应快，不追求完全消除载波，当检测到干扰信号已削弱到不影响信号收发系统中接收系统灵敏度时，即停止载波抑制单元相位调整。
[0014]作为优选，所述相位调节单元包括由180
°
电桥、90
°
电桥1、90
°
电桥2以及第三选择开关组成的0
°
、90
°
、180
°
、270
°
相位调节电路和由3dB 90
°
耦合器、压控电容C1以及压控电容C2组成的移相器，所述移相器配合相位调节电路形成4个90
°
扇区，4次调整检测后确定相位调整所在扇区，再通过移相器寻找最佳相位调整位置。
[0015]本申请中，四象限的相位调节电路使得能够快速定位到对应象限，再加上移相器的配合，快速实现相位调节的目的。
[0016]作为优选，所述功率合成单元和接收天线之间有限幅器。
[0017]本申请中，限幅器用于保护接收链路强信号输入，防止强信号对后级射频系统造成破坏性损伤。
[0018]本申请还提出了一种超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统的自适应配置方法，适用于超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，包括：S10、安装所述读写系统和天线，模拟实际应用场景在待盘点位置放置标签；S20、开启超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，设置场景需求；S30、配置收发模式，开始盘点；所述收发模式包括多种收发一体模式和多种收发分离模式；S40、当系统处于收发一体模式时，缓存盘点数据后进入下一收发模式；当系统处于收发分离模式时；判断接收链路信号是否触发限幅器保护，若是，则反馈并跳过当前收发
模式，进入下一收发模式；否则，则缓存盘点数据后进入下一收发模式；S50、直至所有的收发模式均已轮询完毕，获取盘点数据；S60、判断所获取的盘点数据是否满足场景需求，若均不满足场景需求，则重新调整天线安装位置，跳转至S40继续执行；若有满足场景需求的数据或数据组合，则按照盘点效果排序，生成工作模式表；S70、根据各天线的空间辐射功率和功率合成单元的输入功率，预设功率调节单元的增益参数，将所述采样数据和增益参数保存进工作模式表中，完成自适应配置。
[0019]作为优选，所述场景需求包括要盘点到的标签数量、次数以及最小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，其特征在于，包括：n根天线，其中n≥2；零中频收发系统，用于发出射频信号、接收标签信号；模式选择单元，用于设置系统工作模式，工作模式包括发射链路和接收链路共用一根天线的收发一体模式发射链路和接收链路均采用独立天线的和收发分离模式；切换开关单元，用于选择当前工作模式下处于对应工作状态的天线；当系统处于收发一体模式时，信号分离单元用于分离出所述射频信号中的载波信号、发射信号和接收链路信号，所述接收链路信号包括标签信号和干扰信号；当系统处于收发分离模式时，信号分离单元用于分离出所述射频信号中的载波信号和发射信号；载波抑制单元，用于处理所述载波信号，生成载波抑制信号；功率合成单元，用于将所述载波抑制信号和干扰信号进行功率和相位对冲，提取所述标签信号传输至零中频收发系统。2.根据权利要求1所述的超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，其特征在于，所述切换开关单元包括第一选择开关、第二选择开关以及用于控制n根天线的n个开关；当系统处于收发一体模式时，所述第一选择开关用于选择处于接收状态的天线；当系统处于收发分离模式时，所述第一选择开关用于选择发射射频信号的天线，第二选择开关用于选择作为接收天线的天线。3.根据权利要求1所述的超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，其特征在于，所述信号分离单元为10dB定向耦合器。4.根据权利要求1所述的超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，其特征在于，所述信号分离单元包括环形器和载波信号获取单元。5.根据权利要求1所述的超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，其特征在于，所述载波抑制单元包括依次连接的功率调节单元、相位调节单元，所述功率调节单元用于将所述载波信号的功率大小调整为与干扰信号功率大小一致，所述相位调节单元将所述载波信号的相位调整为与干扰信号相位相反。6.根据权利要求5所述的超高频RFID收发一体与收发分离复用读写系统，其特征在于，所述相位调节单元包括由180
°
电桥、90
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电桥1、90
°
电桥2以及第三选择开关组成的0

【专利技术属性】
技术研发人员：陈诚，丁双定，何学文，许灵峰，谢桔妙，吴林炜，刘凯，吕天剑，邵利龙，鲁文斐，王君，詹维，
申请(专利权)人：浙江海康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：